Ein eingebettetes System ist ein Computersystem, das für die Ausführung bestimmter Funktionen in einer eingebetteten Umgebung konzipiert ist. Es ist eine Kombination aus Hardware- und Softwarekomponenten, die zur Steuerung und Interaktion mit anderen Systemen verwendet werden. Eingebettete Systeme werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der Unterhaltungselektronik bis zur industriellen Automatisierung.
Eingebettete Systeme lassen sich in drei Haupttypen einteilen: eingebettete Echtzeitsysteme, eingebettete Allzwecksysteme und anwendungsspezifische eingebettete Systeme. Eingebettete Echtzeitsysteme werden für Aufgaben verwendet, die ein strenges Timing erfordern und innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens abgeschlossen werden müssen. Eingebettete Allzwecksysteme werden für Aufgaben verwendet, die keine strengen zeitlichen Anforderungen stellen, und können zur Unterstützung einer Vielzahl von Funktionen eingesetzt werden. Anwendungsspezifische eingebettete Systeme sind solche, die speziell für eine bestimmte Anwendung entwickelt wurden.
Eingebettete Systeme bestehen in der Regel aus den folgenden Komponenten: einem Prozessor, einem Speicher, Eingabe-/Ausgabegeräten und Peripheriegeräten. Der Prozessor ist für die Ausführung der Anweisungen verantwortlich, aus denen das eingebettete System besteht, während der Speicher zum Speichern der Anweisungen und Daten verwendet wird. Die Eingabe-/Ausgabegeräte dienen der Kommunikation mit anderen Systemen, während die Peripheriegeräte bestimmte Funktionen unterstützen.
Eingebettete Systeme bieten mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Computersystemen. Sie sind klein, leicht und energieeffizient, was sie ideal für Anwendungen macht, die einen geringen Stromverbrauch erfordern. Außerdem sind sie sehr zuverlässig und können komplexe Aufgaben effizient ausführen.
Eingebettete Systeme können aufgrund ihrer Komplexität schwierig zu entwerfen und zu implementieren sein. Sie sind auch anfällig für externe Störungen, die zu Datenbeschädigungen oder Systemabstürzen führen können. Darüber hinaus sind eingebettete Systeme schwer zu debuggen, da sie oft kundenspezifisch entwickelt werden und die Fehlerbehebung schwierig ist.
Eingebettete Systeme sind in einer Vielzahl von Anwendungen zu finden, von der Unterhaltungselektronik bis zur industriellen Automatisierung. Sie werden in Digitalkameras, Funkempfängern, Mobiltelefonen, medizinischen Geräten und sogar in Flugzeugen eingesetzt. Eingebettete Systeme werden auch in einer Vielzahl industrieller Anwendungen eingesetzt, z. B. in der Prozesssteuerung und Robotik.
Eingebettete Systeme können mit verschiedenen Sprachen programmiert werden, darunter C, C++ und Assembler. Die Programmierung eingebetteter Systeme unterscheidet sich von der traditionellen Programmierung, da der Programmierer die Hardware- und Softwarekomponenten, aus denen das System besteht, verstehen muss. Außerdem erfordert die Programmierung eingebetteter Systeme, dass der Programmierer ein gutes Verständnis von Echtzeitbetriebssystemen hat.
Eingebettete Systeme werden in der Regel in sensiblen Anwendungen eingesetzt, wie z. B. in medizinischen Geräten oder industriellen Kontrollsystemen. Als solche müssen sie unter Berücksichtigung der Sicherheit entwickelt werden. Sicherheitsmaßnahmen wie Authentifizierung, Verschlüsselung und Zugriffskontrolle müssen implementiert werden, um den sicheren Betrieb des eingebetteten Systems zu gewährleisten.
Eingebettete Computer sind auch als Mikrocontroller bekannt.
Ein eingebettetes Betriebssystem wird auch als Firmware bezeichnet.
Die drei Komponenten eines eingebetteten Systems sind die Hardware, die Software und die Benutzeroberfläche. Die Hardware besteht aus den physischen Komponenten des Systems, wie z. B. dem Prozessor, dem Speicher und den Eingabe-/Ausgabegeräten. Die Software besteht aus dem Betriebssystem und den Anwendungen, die auf dem System ausgeführt werden. Die Benutzeroberfläche ist die Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem System, wie z. B. die grafische Benutzeroberfläche, die Befehlszeilenschnittstelle oder die Webschnittstelle.
Eingebettete Systeme werden so genannt, weil sie oft als Teil eines größeren Systems eingebettet sind. Sie können in Geräte wie Automobile, Unterhaltungselektronik, industrielle Steuersysteme und biomedizinische Geräte eingebettet sein.
Eingebettete Systeme haben in der Regel enge Beschränkungen in Bezug auf Ressourcen (z. B. Speicher, Verarbeitungsleistung und Stromverbrauch). Sie arbeiten oft in Echtzeit und müssen auf Ereignisse innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens reagieren. Daher sind sie in der Regel sehr modular und effizient aufgebaut.
Es gibt drei Arten von technischen Fähigkeiten:
1. harte Fähigkeiten: Dies sind spezifische, messbare Fähigkeiten, die für die Ausführung einer Aufgabe oder eines Jobs erforderlich sind. Hard Skills können durch Schulbildung, Ausbildung oder Erfahrung erworben werden. Beispiele für "Hard Skills" sind Computerprogrammierung, Elektrotechnik und Tischlerei.
2. Weiche Fähigkeiten: Hierbei handelt es sich um allgemeine Fähigkeiten, die sich nicht auf einen bestimmten Beruf oder eine bestimmte Aufgabe beziehen. Soft Skills werden oft durch Lebenserfahrung oder zwischenmenschliche Interaktionen erlernt. Beispiele für Soft Skills sind Kommunikation, Teamarbeit und Problemlösung.
3. übertragbare Fähigkeiten: Hierbei handelt es sich um Fähigkeiten, die in einer Vielzahl von verschiedenen Berufen oder Aufgaben eingesetzt werden können. Übertragbare Fähigkeiten werden oft durch Schulbildung, Ausbildung oder Erfahrung erworben. Beispiele für übertragbare Fähigkeiten sind Schreiben, Recherche und Zeitmanagement.